二維黑磷生物相容性調控研究取得新突破

近日，中國科學院生態環境研究中心曲廣波和中科院深圳先進技術研究院喻學鋒團隊合作，在二維黑磷研究領域取得新突破。研究發現通過化學修飾的方法極大降低了黑磷誘發的炎性反應，相關工作以Chemical modification improves biocompatibility of black phosphorus nanosheets為題，在線發表於《德國應用化學》(DOI:10.1002/ange.201706228)上。

作為一種新型二維材料，黑磷近年來在光電器件、催化和生物醫學等領域的巨大應用潛力引起了廣泛關注，但其應用所帶來的潛在環境健康效應未知。如何提高黑磷的穩定性和生物相容性也成為將黑磷推向實際應用的關鍵。

為評估黑磷潛在的健康效應，研究團隊通過哺乳動物巨噬細胞模型和小鼠動物模型對黑磷納米片的潛在生物效應進行了研究，系統評價了未經修飾的黑磷納米片（Bare BPs）的體內毒性。結果表明， Bare BPs 誘發骨髓嗜中性粒細胞迅速遷移至外周循環系統，並伴隨著一系列炎性因子的升高。脾臟和肺臟作為作為外源病原體和顆粒物等累積的重要器官，也表現出顯著的炎性細胞浸潤。在此基礎上，研究團隊在該工作中發展了一種利用鈦配體修飾，緩解 Bare BPs 所產生的一系列炎性行為。他們採用鈦的苯磺酸酯配體作為修飾分子，利用鈦原子的空軌道和苯磺酸酯的強吸電子效應，與黑磷納米片的孤對電子對進行配位，對黑磷進行表面修飾。這種修飾後的黑磷（TiL4@BPs）未表現出述 Bare BPs 所誘發的一系列效應，在提高了黑磷穩定性的同時，顯著降低了黑磷的毒性。

本項目得到了國家自然科學基金委優青項目和中科院前沿科學研究重點計劃等的資助。

表面修飾前後黑磷的炎性反應示意圖

來源：中國科學院生態環境研究中心

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